天津開創(chuàng)柔性射頻濾波技術(shù) 柔性電子技術(shù)的新突破

柔性電子是未來電子領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，目前科學(xué)家已開發(fā)出部分電子性能較好的柔性材料，如可任意折疊和拉伸的晶體管陣列，可彎曲的柔性屏幕，可編制在衣物上的各種傳感器以及電子皮膚等。但柔性電子設(shè)備要想發(fā)揮其巨大的潛力，還必須擁有一項(xiàng)“硬本領(lǐng)”，即無線射頻通訊能力，只有具備了該功能，大家期待的“能屈能伸”的手機(jī)才能成為現(xiàn)實(shí)。

目前，天津大學(xué)精密測(cè)試技術(shù)及儀器國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、精密儀器與光電子工程學(xué)院、天津大學(xué)南昌微技術(shù)研究院科研團(tuán)隊(duì)在這一方向上取得了突破性進(jìn)展，相關(guān)研究成果《面向無線射頻通信的柔性薄膜體聲波濾波器》（《Flexible Film Bulk Acoustic Wave Filters toward Radiofrequency Wireless Communication》）5月17日發(fā)表于國際權(quán)威期刊《SMALL》雜志上，并被選為封面文章作為重點(diǎn)推薦。

手機(jī)是一項(xiàng)無線射頻通訊技術(shù)集大成者的電子設(shè)備，可以悄無聲息地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。在當(dāng)今的智能手機(jī)時(shí)代，不僅可以實(shí)現(xiàn)眾多傳感器信號(hào)的收集和控制信號(hào)的發(fā)送、設(shè)備間信息流的交互，還能夠應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的海量節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。然而，如此功能“強(qiáng)大”的手機(jī)仍然是堅(jiān)硬和無法彎曲的，因?yàn)樽屓嵝噪娮釉O(shè)備具備高速的無線通訊能力仍是研究難題。

天大科研團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)了柔性射頻濾波技術(shù)，并且利用一項(xiàng)名為FlexMEMS（柔性微機(jī)電系統(tǒng)）的創(chuàng)新工藝成功開發(fā)出的柔性射頻濾波器，未來可直接應(yīng)用于柔性電子的無線射頻通訊。該研究成果由博士生江源在龐慰教授和張孟倫助理教授的指導(dǎo)下完成。

射頻濾波器是無線射頻通訊模塊中不可或缺的核心基礎(chǔ)元件。無線射頻通訊模塊的作用是接收、發(fā)射和精細(xì)處理（濾波、放大、調(diào)制解調(diào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換等）數(shù)據(jù)和信息，射頻濾波器可避免不同來源、不同用途的射頻電磁波信號(hào)之間的互相干擾，起到篩選特定目標(biāo)電磁波信號(hào)的作用。

“我們研發(fā)的柔性射頻濾波器部分電學(xué)性能指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到當(dāng)前智能手機(jī)中商用射頻濾波器的水平”。江源表示。

團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)的FlexMEMS工藝技術(shù)能夠在超薄的塑料基底上制造具有高精密可動(dòng)微結(jié)構(gòu)的微機(jī)電器件，解決了表面粗糙且不耐高溫的高分子材料基底與高質(zhì)量薄膜、高精密可動(dòng)微結(jié)構(gòu)在器件設(shè)計(jì)、制造及封裝中的不兼容問題。

此外，這項(xiàng)技術(shù)并不僅限于制造柔性射頻濾波器，還可以應(yīng)用于制造多種柔性微機(jī)電器件，如壓力計(jì)、加速度計(jì)、陀螺儀、超聲識(shí)別和成像單元、投影成像單元、麥克風(fēng)等，使柔性電子設(shè)備具備更強(qiáng)的感知外部世界（如虛擬現(xiàn)實(shí)）甚至影響外部世界（如現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)）的能力 。

“下一步，我們計(jì)劃在現(xiàn)有柔性射頻濾波技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有完整無線射頻通訊功能的柔性電子系統(tǒng)。不僅手機(jī)‘可屈可伸’、可彎折，讓柔性電子設(shè)備擁有“溝通”（指無線通訊）、“思考”（指運(yùn)算）、“記憶”（指存儲(chǔ)）功能，甚至“感知”（指傳感）和“改造”（指顯示、成像等）世界的能力也指日可待。”龐慰認(rèn)為。